蘇里格氣田輕烴產能計算公式推導

周蘊 周通

摘要：蘇里格氣田目前實際輕烴產量往往采用拉運量作為衡量輕烴產能指標，但輕烴自井底至集輸系統過程中，“環境溫度的變化、計量方式的誤差、產氣量、產水量、輕烴的損耗”等因素均會對輕烴的實際產量造成較大影響，目前急需一種考慮多參數的理論輕烴產能計算方法來明確氣田輕烴真實產能，指導輕烴的正常生產。

關鍵詞：輕烴產量;產能指標;產能計算

一、天然氣輕烴回收的目的

天然氣是地表下孔隙性地層發現的天生的烴類和非烴類混合物，它常和原油伴生在一起。天然氣大多以甲烷為主，并包括乙烷、丙烷、丁烷和比丁烷重的烴類，同時還可能存在的少量水蒸汽、氮氣、二氧化碳、硫化氫、氦、氧、氫等氣體。

天然氣燃料具有很多優點，但是天然氣的液烴無論是從市場價格，還是以重量或發熱值為基準，都遠高于天然氣的價格。搞好輕烴回收可大大降低油氣損耗，減少大氣污染，提高資源的綜合利用程度和經濟價值。為合理安全地運輸、儲存和使用天然氣，還應對天然氣進行必要的凈化與加工處理。凈化處理旨在脫除天然氣中硫化氫、二氧化碳和水蒸汽等有害物質，而加工處理主要是回收天然氣中有價值的重烴，以此作為重要的化工原料或液化石油氣產品。同時為達到天然氣質量標準見表、管輸天然氣氣質的標準見表和油氣田液化石油氣質量標準見表的要求，也需對天然氣進行凈化和輕烴回收處理。

二、蘇里格氣田輕烴動態分析

（1）輕烴產量變化趨勢

2019年作業二區累計輕烴產量4836.5噸，其中蘇X區域生產輕烴2844.3噸、蘇X區域生產輕烴1992.2噸。輕烴生產總體表現出：夏季低、冬季高，蘇6影響較小、蘇東影響較大的特征。如圖1為2019年輕烴產量完成情況。

（2）輕烴產能影響因素

氣田輕烴在采出過程中，影響輕烴產能的“理論要素、生產運行要素”經過系統分解，在生產過程中表現為“產氣、環境溫度、產水、水包油及易容水組分”五項要素。

其中理論要素主要分為天然氣氣組分、油組分、成分成熟度三個方面;在生產運行方面主要由相態變化、輕烴損耗兩個方面影響。相態的變化主要由于氣溫、壓力的變化引起。輕烴損耗主要由于水包油、易容水組分的影響。

1. 成分成熟度

排查392井次氣質全分析結果表明：5個區塊天然氣成分成熟度由高至低依次為A、B、C、D、E。如圖2為CH4—C2+組分相關性散點圖。

2.氣質組分

C4+組分含量與分站油氣比存在明顯的對應關系：A>B>C>D>E>F>G，符合二項式趨勢特征。

相關性公式：

3.環境溫度

環境溫度影響最大的為丁烷、戊烷;環境溫度與輕烴產量呈負相關關系，環境溫度與油氣比符合二項式趨勢特征。

相關性公式：

4. 產氣-產水

天然氣的產氣量、產水量對輕烴產能的影響較為明顯，產氣、產水越高，油氣比越高，符合二項式趨勢特征。

產氣相關性公式：

產水相關性公式：

5.輕烴損耗

產出水靜置不足（水包油）：產出液靜置時間越長凝析油增量越大。5座集氣站規律較明顯，A、B、C、D、E，平均最佳靜置時間13.6h，靜置期增油0.013m3/h，2019年日均影響輕烴0.73t。

易溶水組分：通過對比2017-2018年水質全分析結果，7座集氣站平均已靜置水中含油量為98.8mg/L，其中蘇X-X站水樣中含油量240.2mg/L，同比最高。2019年日均影響輕烴0.03t。

因此，綜合得出2019年日輕烴損耗=水包油+易溶水組分=0.73+0.03=0.76t/d

三、輕烴回收工藝計算

將組分、溫度、產氣、產水的二項方程利用數學矩陣分析，對輕烴回收的影響因素進行權重求取，所選參數歸一化，建立相關模型。

進一步運用Matlab軟件編寫PLS算法計算4個參數周期內油氣比的多因素分析結果（權重和系數）。最終根據數據推算，氣體組分、環境溫度與油氣比的相關性合計產比61.9%;產氣量、產水量與油氣比的相關性合計產比38.1%。

最終，結合組分相關性公式、溫度相關性公式、產氣相關性公式、產水相關性公式。得出四元二次油氣比計算公式。即該公式為：

總結

1、氣田輕烴主要受成分成熟度、氣質組分、環境溫度、產氣、產水、過程損耗等因素的影響，氣質重烴組分和井底環境下液態輕烴是氣田產出輕烴的源頭。

2、建立了組分、環境溫度、產氣、產水與氣田油氣比的相關性曲線圖版及單項公式，各要素均存在“二項式產能方程”相關性。

3建立輕烴理論四元二次方程計算公式：

參考文獻：

[1] 李國誠、諸林.油氣田輕烴回收技術.第1版.成都.四川科學技術出版.1989.9

[2] 林明峰.輕烴回收裝置用透平膨脹機的計算機設計.低溫與特氣.1996，3：10-14